Кислотно-основні властивості 2-(бензоїламіно)- (1-R-2-оксоіндолін-3-іліден)оцтових кислот

Abstract

Мета. Дослідити кислотно-основні властивості похідних 2-(бензоїламіно)(2-оксоіндолін-3-іліден)оцтової кислоти, заміщених за положенням 1 оксоіндолінового фрагмента. Результати та обговорення. Встановлено константи іонізації ряду 2-(бензоїламіно)(1-R-2-оксоіндолін3-іліден)оцтових кислот; досліджені сполуки є слабкими кислотами, сила яких закономірно зменшується із заміною атома Гідрогену при гетероциклічному атомі Нітрогену на метильний фрагмент, проте подовження алкільного фрагмента слабко впливає на їх дисоціацію. Проведено кількісну оцінку залежності процесу іонізації від природи замісників за рівнянням Гаммета та показано, що реакційний центр (карбоксильна група) має невелику чутливість до впливу замісників, що може бути пов’язано як з віддаленістю розташування замісників, так і з порушенням копланарності між реакційним центром та біциклічним фрагментом молекули. Невелике значення константи іонізації узгоджується з даними щодо стереоструктури (2Z)-(бензоїламіно)(1-метил-2-оксоіндолін-3-іліден)оцтової кислоти. Експериментальна частина. Кислотно-основні властивості похідних 2-(бензоїламіно)(2-оксоіндолін3-іліден)оцтової кислоти вивчали методом потенціометричного титрування на іономірі ЕВ-74 з індикаторним скляним електродом (ЕСП 43-074) і насиченим хлорсрібним (ЕВП-1) електродом порівняння при 298 К у трьох аналітичних послідовностях. Як розчинник використовували суміш 1,4-діоксан–вода (60:40, v/v). Структуру молекули (2Z)-(бензоїламіно)(1-метил-2-оксоіндолін-3-іліден)оцтової кислоти встановлено методом рентгеноструктурного аналізу. Висновки. Шляхом вивчення кислотно-основних рівноваг досліджено реакційну здатність серії 2-(бензоїламіно)(1-R-2-оксоіндолін-3-іліден)оцтових кислот. Визначено їх константи іонізації та проаналізовано вплив алкільних радикалів при атомі Нітрогену гетероциклу на кислотно-основні властивості, доведено невелику чутливість реакційного центру до впливу замісників. Одержане кореляційне рівняння pKa – f(σ) має надійні статистичні характеристики і може використовуватись для QSAR-аналізу активних фармакофорів цього ізоструктурного ряду.

Aim. To study the acid-base properties of derivatives of 2-(benzoylamino)(1-R-2-oxoindolin-3-ylidene)acetic acid substituted by the location 1 of oxoindolin fragment. Results and discussion. The compounds studied are weak acids, their strength decreases with the elongation of the alkyl fragment in a heterocyclic nitrogen atom due to the extinction of the inductive effect. The reaction center (carboxyl group) has low sensitivity to the influence of substituents, and it may be due to the location distance of the substituents, as well as disturbance of coplanarity between the reaction center and the bicyclic fragment of the molecule. The ionization constants of a series of 2-(benzoylamino)(1-R-2-oxoindolin-3-ylidene)acetic acids have been set; the compounds studied are weak acids, their strength regularly decreases with replacement of the hydrogen atom at the heterocyclic nitrogen atom with methyl fragment, while the elongation of the alkyl fragment has little effect on their dissociation. The dependence of the ionization process on the nature of the substituents according to the Hammeth equation is quantified and it is shown that the reaction center (carboxyl group) has a small sensitivity to the influence of the substituents, which can be related both to the distance of the substituents location and to the violation of the coplanarity between the reaction center and the bicyclic fragment of the molecule. The small value of the ionization constant is consistent with the data of the (2Z)-(benzoylamino)(1-methyl-2-oxoindolin3-ylidene)acetic acid stereostructure. Experimental part. The acid-base properties of 2-(benzoylamino)(2-oxoindolin-3-ylidene)acetic acid derivatives was studied by the method of potentiometric titration on an EV-74 ionomer with a glass indicator electrode (ESP 43-074) and a saturated silver chloride (EVP-1) reference electrode at 298 К within three analytical runs. A mixture of 1,4-dioxane–water (60:40, v/v) was used as a solvent. The structure of the molecule of (2Z)-(benzoylamino)(1-methyl-2-oxoindolin-3-ylidene)acetic acid was determined by X-ray diffraction analysis. Conclusions. The reactivity of the series of 2-(benzoylamino)(1-R-2-oxoindolin-3-ylidene)acetic acid has been investigated by studying the acid-base equilibria. Their ionization constants have been determined and the influence of alkyl radicals at the heterocycle nitrogen atom on the acid-base properties has been analyzed; the low sensitivity of the reaction center to the influence of substituents has been proved. The correlation equation pKa – f(σ) obtained has reliable statistical characteristics and can be used for QSAR analysis of active pharmacophores of this isostructural series.

Цель. Изучить кислотно-основные свойства производных 2-(бензоиламино)(2-оксоиндолин-3-илиден)уксусной кислоты, замещенных по положению 1 оксоиндолинового фрагмента. Результаты и обсуждение. Установлены константы ионизации ряда 2-(бензоиламино)(1-R-2-оксоиндолин3-илиден)уксусных кислот; исследованные соединения являются слабыми кислотами, сила которых закономерно уменьшается с заменой атома водорода при гетероциклическом атоме азота на метильный фрагмент, при этом удлинение алкильного фрагмента слабо влияет на их диссоциацию. Проведена количественная оценка зависимости процесса ионизации от природы заместителей по уравнению Гаммета и показано, что реакционный центр (карбоксильная группа) имеет небольшую чувствительность к влиянию заместителей, что может быть связано как с отдаленностью расположения заместителей, так и с нарушением копланарности между реакционным центром и бициклическим фрагментом молекулы. Небольшое значение константы ионизации согласуется с данными стереоструктуры (2Z)-(бензоиламино)(1-метил-2оксоиндолин-3-илиден)уксусной кислоты. Экспериментальная часть. Кислотно-основные свойства производных 2-(бензоиламино)(2-оксоиндолин3-илиден)уксусной кислоты изучали методом потенциометрического титрования на иономере ЭВ-74 с индикаторным стеклянным электродом (ЭСП 43-074) и насыщенным хлорсеребряным (ЭВП-1) электродом сравнения при 298 К в трех аналитических последовательностях. В качестве растворителя использовали смесь 1,4-диоксан–вода (60:40, v/v). Структура молекулы (2Z)-(бензоиламино)(1-метил-2-оксоиндолин-3илиден)уксусной кислоты установлена методом рентгеноструктурного анализа. Выводы. Путем изучения кислотно-основных равновесий исследована реакционная способность серии 2-(бензоиламино)(1-R-2-оксоиндолин-3-илиден)уксусных кислот. Определены их константы ионизации и проанализировано влияние алкильных радикалов при атоме азота гетероцикла на кислотно-основные свойства, доказана невысокая чувствительность реакционного центра к влиянию заместителей. Полученное корреляционное уравнение pKa – f(σ) имеет надежные статистические характеристики и может использоваться для QSAR-анализа активных фармакофоров данного изоструктурного ряда.